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风帆过隙实验

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  在众多改良设计中,其实她已经有了些想法,就是从船帆入手提升动力系统,优化帆型设计,引入帮助欧洲人征战世界的“三角帆”。

  如今最先进的技术,哪怕郑和的宝船上,都是使用长方形的平衡纵帆,这种结合了古代劳动人民智慧的帆不能小看,经过千百年的改进,它几乎已经是目前人力下最完美的产物了。

  帆可以绕桅杆转动,随时调节帆角以取风力,提高船速,且风压中心靠近桅杆,操作轻便,船的两舷有披水板,舵可升降,在浅水海域两者均须提起,船依靠橹、桨操纵推进。到了深水区域,驶帆航行时,船舵和下风一侧的披水板都要放到船底以下,以提高操舵性能和减少船的横漂,提高在横风和偏逆风航行时的航行效率。

  这种帆在沿海地区甚至一直沿用到五六十年代,可见其效率之高。

  但这种帆有个致命缺点,完全逆风时几乎用不了,即是看天吃饭,而这也就直接导致了远洋航行的不可能,毕竟太平洋上的季风可没那么听话。

  而三角帆可谓是逆风之王,十六世纪的西班牙人和葡萄牙人就靠着这种帆征服了大半的海洋,连哥伦布第一次去新大陆时也是乘坐的多桅三角帆船,风越大它反而越快,当然其中所涉及的流体力学、空气动力学知识实在难以向古代人解释,闻予也没想解释,但总体绕不开一个关键,那就是“升力”。

  所以她想做的,就是向外人证明“升力”的存在。

  “如果小公子想知道,我这里有个东西可以展示,不知你是否想看一下?”

  丘棪一愣,没想到一向对他诸多保留的闻予竟然会主动提议,他道:“这不会涉及你们家的秘技?”

  闻予心道,伯努利原理也应该是伯努利家的秘技,她算哪根葱。

  “不会,烦请移步。”

  丘棪和雀云跟着到了闻予所指的一处水槽前,连闻情也跟了过来凑热闹。

  水槽连着船坞水道,今日工事不忙,水道里只有浅浅一层水铺着。

  她也没想到,自己尚未完善的实验,就要提前披露了。

  但或许丘棪,确实是能看得懂的人。

  闻予将一个简单的木质小帆船拿了出来,当着两人好奇的目光放进了水槽,宽阔的水面上小船滴溜溜转了几个圈。

  在船坞里有这些帆船模型是最正常不过了,两人又看着闻予随意捡了两块青砖放进水道里,一左一右只留出堪堪小船能通过的缝隙。

  “这是……”

  几人都不解。

  “我这实验叫做‘风帆过隙’,请几位看仔细了。”

  闻情问:“什么叫过隙?”

  丘棪问:“什么叫实验?”

  闻予装没听到,只拿着扇子,在船的正后方扇动,风推着帆,小船便摇摇晃晃地往青砖之间的缝隙,人造的草率“峡谷”漂去,跟着以十分缓慢的速度通过了缝隙中。

  这自然是模拟正常状态下的帆船行驶了。

  谁都知道,行船时若遇峡谷,风力变小,水流变慢,自然船速也就慢了。

  可这和水翼板又有什么联系呢?

  在几人不解的目光中,闻予又将小船放回原点说道:“第二次,请仔细看好了。”

  这一次,她却越过小船,拿着扇子朝着两块青砖中间的缝隙扇去。

  神奇的事情发生了……

  明明背后无风,小船却好似被一只无形的手拉着,竟然再次往那缝隙处漂去,而且更神奇的是,小船越靠近那“峡谷”竟然速度还越快,好似被什么东西吸住了一般,一下就钻过了闻予为它设置的阻碍,跟着飘飘荡荡往远处水道而去。

  “哇!大妹,你这戏法有意思!你这扇子有什么猫腻?”

  闻予懒得理闻情完全歪了的思路,拿着扇子给自己扇扇风,不由感慨没天赋就是没天赋,这小子就是在现代也得是个学渣。

  丘棪则是默默盯着那条小船,似乎真有所感,问闻予借扇子,自己竟然抬了贵手试了试。

  虽然这个简陋的实验和真正的行船情形千差万别,真正的船也不可能做这么大的帆,但好歹也算体现了反人类常识的伯努利效应驱动。

  每个当代初中生都能理解的知识,闻予却没办法和古人解释,当风穿过狭窄峡谷时,流速加快,峡谷外空气流速慢,压强大,峡谷内流速快,压强小,船帆两侧因此形成压力差:朝向峡谷的背风面压强小,远离峡谷的迎风面压强大,压力差推动船帆出现“升力”,使小船被“吸”向峡谷。

  丘棪试了两次就隐约发现了其中的奥秘,表情有些惊异地看向闻予:

  “我曾听人说‘帆吃侧风,其速反增’,我原是不信的,但今日却解开疑惑了,原来不是风推帆,而是帆借风势,就如鹰隼迎风展翼而起,原来如此……”

  他这样猝然抬起他的美人面,眼波流转,眸光熠熠,又让闻予差点闪花了眼。

  但她听了他的话却很好奇:“是谁说过这样的话?”

  “帆吃侧风,其速反增”,可见古代不是没有人意识到升力的存在,这人一定对行船极为熟悉。

  这是专家啊!

  闻予非常想结识一下。

  丘棪却不愿多说:“一个世交长辈罢了。”

  他又化身十万个为什么继续追问:

  “你怎么发现这个的?踏浪水翼也是因着这个道理?”

  闻予想了想,又用一种更容易理解的方式解释说:

  “小公子既然想到了天上的飞鸟,或许也可以想想水中的鱼,鱼行极快,也是借了水势。”

  鱼鳍其实就是升力最简单的一种体现。

  丘棪果然再次展现出了让闻予对古人智慧的惊叹,他想了想,点头说道:

  “我曾在海上见过人捕鲸,那时便觉得奇怪,鲸鲵之属不比湖鱼,如此庞大的身躯,尾鳍和侧鳍却并不很大,它不仅能在汪洋大海中前行,且游速极快,便是顺风的海船都追它不上。你这水翼让我觉得有些眼熟,似有几分像巨鲸的背脊……倒是解开了我数年来的疑惑,水翼便如巨鲸那不可思议的身形一般,或许破水的工具从来不是鳍和浆板,而是他们本身。”

  闻予没想到他不仅去过海上,竟然还能说出这么一番话来。

  她制作的水翼板只会被古人认为奇形怪状,可他却立刻想到了飞鸟的翅膀和鲸鱼的体型,也是了,某种程度上飞机不正是结合了鱼的体型和鸟的翅膀吗?

  年轻漂亮的一张脸,充满了生气,他双眸闪烁,或许其中的光芒可以称为求知欲和探索欲。

  他大概也不知道,此时他脸上的表情就像现代每一个爱观察、爱思考的男高中生,热忱而纯粹,削弱了一直以来身上那高高在上的疏离感,终于像个他这般年纪的少年人了。

  闻予不由感慨,科学从不歧视任何人,哪怕隔着几百年的文明鸿沟,对于想靠近它的人,它从来慷慨。

  只是通过简单的启发,他就已经探到了流体力学的边。

  少年,你也是生错了时代。

  但她这感慨很快又被丘棪打断,他又恢复了国公府公子的骄气:

  “所以,这‘借势’的道理,你也想用在船上吧?”

  闻予承认:“是有这个想法,只是还没有哪位主顾愿意做这样的尝试。”

  所以金主爸爸,你既然对科学这么感兴趣,那就资助一下?

  丘棪无语了。

  她这表情的意思还能更明显一点吗?

  他顿时就不想这么如她的意了,哼了声:

  “一口吃不成胖子,闻当家的,先做好眼前的事吧。”

  等出海归来,他也不是不能考虑。

  闻予立刻又换上一副笑脸,这家伙的傲娇属性又爆发了,既然这么说,总之希望很大不是吗?

  “两位……再喝点茶?”

  “不用了。时辰不早,我们走吧。”

  丘棪自然是不可能在外面随便吃饭的,叫他感兴趣的东西,竟然不知不觉已经消磨了一个上午。

  “若下次我们再来,会提前告诉你。”

  临走前他还不忘下命令,颇有些嫌弃地看了一眼船坞的装修,最终还是嘟囔了一声:

  “算了,也没什么可准备的。”

  闻予:“……”

  但丘棪的大方还是让闻予很满意的。

  或许是她这个乐子实在对了小少爷的味,小少爷不仅给足了做水翼板的钱,在别的地方也另有赏赐。